100td污水处理工程方案设计.docx
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100td污水处理工程方案设计
100t/d污水处理工程
方案设计
目录
第一章概述4
1.1项目概况4
1.2方案编制原则、标准和规范4
1.3处理规模及水质5
1.4处理后达到的要求5
1.5工程范围5
第二章工艺设计0
2.1工艺选择0
2.3工艺主体构筑物设计3
第三章污水处理系统的总体设计4
3.1总平面布置4
3.2高程布置4
3.3管道布置4
3.4公用工程4
第四章建筑、结构设计6
4.1结构形式6
4.2设计依据6
4.3建筑材料选用6
4.4结构设计依据6
4.5本工程各构筑物的结构形式7
第五章电气设计8
5.1电气设计原则8
5.2电气设计依据8
5.3供电电源8
5.4控制系统设计9
第六章公用工程设计10
6.1给水排水及消防10
6.2空调及通风10
6.3照明10
第七章岗位设置及劳动定员11
第八章工程内容及工期12
8.1工程内容12
8.2建设工期12
第九章工程设备清单及运行成本分析13
9.1土建部分13
9.2设备部分14
9.3工程预算15
9.4运行成本分析16
第十章安全生产、消防、节能和环境保护17
10.1安全生产17
10.2消防18
10.3节能18
10.4环境保护18
第十一章质量保证与售后服务50
11.1质量保证50
11.2售后服务50
第一章概述
1.1项目概况
为了建设美好乡村,造福子孙后代,倡导绿色环保经济,建设污水处理设施、本污水处理站设计为100m3/d一座。
项目建成后每年COD的排放量可消减240kg;氨氮的排放量可消减22kg.
1.2方案编制原则、标准和规范
1.2.1设计原则
1)贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家的有关政策、法规、规范及标准;
2)因地制宜地选用污水处理工艺,做到技术先进、实用、安全可靠、处理效果稳定,经处理后水质达标,并减少占地面积。
3)尽可能地减少污水处理厂对周围环境的不良影响,防止二次污染。
4)适当地考虑自动化操作,以简化操作管理和减轻工人的劳动强度,并易于维护保养。
5)节约能源,最大限度降低运行费用,工程投资少,占地面积小,见效快。
6)尽量采用新材料、新产品以延长设备的使用寿命
1.2.1设计标准和规范
1)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002);
2)、《室外给水设计规范》(GB50013-2006);
3)、《室外排水设计规范》(GBJ14-87);
4)、《建筑给水排水设计规范》(GBJ15-88);
5)、《声环境质量标准》(GB3096-2008)、GB12523-2001(建筑施工场界环境噪声排放标准)
6)、《给排水工程结构设计规范》(GBJ69--84)
7)、《建筑中水设计规范》(CESS30:
91)
1.3处理规模及水质
根据业主方提供资料及要求;按照《村镇供水工程技术规范》(SL310-2004)确定的最高日居民生活用水定额,结合本工程所在地区的国民经济和社会发展现状,水资源充沛程度和居民用水习惯,居民生活用水量按100L/(人·d)计,100m3/d的污水处理站可以覆盖1000人口;根据《室外排水设计规范》(GB50014-2006),居民生活污水排放量按总用水量的85%计,则:
污水处理站配套污水处理规模为:
污水处理站100m3/d一座;
根据甲方提供的水质参数,该废水水质指标如下表:
表1-1设计进水水质参数(除pH外,单位:
mg/L)
指标名
CODCr
BOD5
SS
氨氮
TN
TP
粪大肠菌群数(个/L)
pH
进水浓度
≤300
≤200
≤150
≤30
≤40
≤5
≤106
6-9
1.4处理后达到的要求
污水处理站出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准。
具体排放限值详见表1-2。
表1-2设计排放水水质参数(除pH外,单位:
mg/L)
指标名
CODCr
BOD5
SS
氨氮
TN
TP
粪大肠菌群数(个/L)
pH
最高允许日均排放浓度
≤60
≤20
≤20
≤8(15)
≤20
≤1
≤104
6-9
说明:
括号外数值为水温>12℃时的控制指标,括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
1.5工程范围
本工程采用设计、建造方式运作,包括方案设计、初步设计及概算、施工图设计及预算(不含管网);工艺处理设备及电气设备、自控仪表、化验仪器及泵、阀、管件、电缆等的采购、运输及安装调试运行;全部建筑物、构筑物、场内道路及绿化等附属工程的施工;工程调试及试运行;技术和售后服务、人员培训等的工作,同时也包括所有必要的材料、随机备品备件、专用工具、消耗品、相关技术资料等内容。
主要设计内容如下:
(1)污水处理方案的设计;
(2)污水处理系统中建、构筑物的设计;
(3)系统钢砼结构、电气及自控系统设计;
(4)工艺设备、电气设备及自控仪表的选型;
第二章工艺设计
2.1工艺选择
生活污水中的污染物以有机物为主,生化性较好,因此,通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。
针对农村的生活污水处理,常用的污水处理工艺比较详见表1-3。
表2-1常用的农村生活污水处理工艺比较
序号
比较项目
无动力
污水处理工艺
人工湿地污水
处理工艺
太阳能微动力污水处理工艺
动力
污水处理工艺
1
吨水投资
(万元)
0.20~0.25
0.25~0.30
0.45~0.55
0.40~0.45
2
占地面积
大
大
不占地表面积
较少
3
运行费用
最低
较低
低
较高
4
脱氮除磷效果
无
较好
较好
最好
5
出水水质
三级标准
气候适宜时
一级B标准
全天候
一级B标准
全天候
一级B标准
6
运行维护
需频繁
清理底泥
需人工湿地
维护
定期清理底泥
需专职人员
运维
7
故障率
低
低
低
高
2.1.1工艺确定
上述几种农村常用的生活污水处理工艺既有各自的优点,同时也存在不少问题。
如何选择一种处理效果好、造价适宜、运行费用低、管理简单的污水处理技术,是解决农村生活污水处理问题的关键。
纵观以上几种污水处理工艺,其中太阳能微动力污水处理工艺和人工湿地污水处理工艺这两项技术,优点比较明显,但针对本项目而言,采用人工湿地处理生活污水存在以下缺点:
一是难以在项目区附近找到大面积的低洼地修建人工湿地,二是沿江江南地区一年四季分布明显,水生植物随季节变化强,在秋冬季水生植物会大量死亡,对污水的净化能力也随之大大减弱,同时,植物的残骸沉积在水体底泥中,春夏季随着温度的上升,极易成为内源性污染源,造成水体的富营养化,从而导致湿地水质恶臭,外排污水不能稳定达标排放。
通过以上分析,本方案设计拟采用:
地埋式常规动力生物污水处理工艺。
2.1.2工艺流程图示
2.1.4工艺流程简述
生活污水经收集管网收集至格栅井去除污水进入一体化污水处理设备。
(1)地埋式生活污水处理一体化装置是以缺氧好氧生物接触氧化工艺为主,集生物降解污水沉降、氧化消毒等工艺于一体的生活污水及类似生活污水的工业废水,设备结构紧凑、占地少,全部设置于地下,设备噪声低,系统操作简单,维护管理方便,处理系统能自动运行,经常性运行费用低,投资省,污泥产生量少,并能保证污泥有可靠的出路,处理效率高,管理维修方便。
(2)它的处理优于完全混合式或二、三级串联完全混合式生物接触氧化池。
并且它比活性污泥池体积小,对水质适应性强,耐冲击性能好,出水水质稳定,不会产生污泥膨胀。
同时在生物接触氧化池中采用了新型弹性立体填料,它具有实际比表面积大,微生物挂膜、脱膜方便,在同样有机负荷条件下,比其它填料对有机物的去除率高,能提高空气中的氧在水中溶解度。
由于在AO生物处理工艺中采用了生物接触氧化池,其填料的体积负荷比较低,微生物处于自身氧化阶段,因此产泥量较少。
(3)宾馆、疗养院、医院,学校、住宅小区、别墅小区等生活污水的处理。
水产加工场、牲畜加工厂、鲜奶加工厂等到生产废水的处理。
(4)在池中反硝化菌的作用下,将污水中的硝酸盐氮转变为氮气排入空气中,所以本单元具有较好的脱氮效果;
(5)存积于泥斗中的污泥均已通过厌氧稳定,具有较好的灭菌效果,便于污泥外运无害化处理。
(6)主要功能是在好氧菌的作用下,污水中易生化降解的有机物经附着填料生长的菌胶团在好氧条件下进行吸附、氧化、最终降解转化为二氧化碳和水。
同时,污水在好氧条件下通过硝化反应将氨氮氧化为硝酸盐氮,在厌氧条件下通过反硝化反应将硝酸盐氮还原成气态氮从水中逸出,以达到脱氮效果。
(7)格栅井栅渣需每天清掏一次,污泥池沉积物定期用吸粪车抽吸,石灰消毒后运往镇垃圾填埋场卫生填埋或提供给附近村民作农肥使用。
2.1.5污水处理效果预测
污水处理效果预测详见表2-2。
表2-2污水处理效果预测
水质指标
COD
BOD5
SS
NH3-N
预处理
格栅井
进水(mg/L)
300
250
300
50
出水(mg/L)
280
240
180
45
去除率(%)
6.7
4.0
40.0
10.0
调节池
进水(mg/L)
280
240
180
45
出水(mg/L)
280
240
180
45
去除率(%)
0
0
0
0
一体化设备
厌氧池
缺氧池
好氧池
进水(mg/L)
280
240
180
45
出水(mg/L)
70
30
60
10
去除率(%)
70.0
84.0
40.0
70.0
沉淀池
进水(mg/L)
70
30
60
10
出水(mg/L)
≤60
≤20
≤20
≤8
去除率(%)
3.3
4.0
13.3
4.0
总去除率(%)
80.0
92.0
93.3
84.0
2.1.6方案设计特点
(1)系统耐冲击负荷较大,出水水质稳定;
(2)无需任何药剂费,运行费用很低;
(3)埋藏在地下,池体上方作为绿化用地,节省土地资源;
(4)无噪声、臭气等二次污染;
(5)污泥产生量少,一般运行二年抽取一次厌氧池和沉淀池沉积物。
2.3工艺主体构筑物设计
各主要污水处理站均为半地下式钢筋混凝土结构组合池体,池体砼等级为C25,钢筋采用HPB300级钢,一体化为碳钢A3。
池体负载大于等于10t。
第三章污水处理系统的总体设计
3.1总平面布置
3.1.1涉及范围
污水处理预处理系统总体布置,污水处理构筑物的工艺、土建和电气设计。
3.1.2平面布置
污水预处理系统总体布置需与周围环境密切衔接,自然协调浑然一体;按照工艺顺畅,便于管理,方便施工,美化环境的原则进行,各构筑物布置紧凑,利用率高,占地少。
风机、控制柜等设备置于设备间内。
3.1.3辅助建筑物
根据本污水处理工程的具体情况,并参照建设部标准《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》(CJJ31-89)。
3.2高程布置
3.2.1设计范围
从污水进入污水预处理系统开始至最终出水。
3.2.2高程布置
在高程设计上充分考虑工艺流程的可行性和工程造价的合理性,因此在流程设计时尽量利用自流以减少提升,节约能耗。
3.3管道布置
污水明装管道、地下管道和埋地管道采用焊接钢管,鼓风机管道采用焊接管道,加药管及布气管采用UPVC,自来水管道采用镀锌钢管。
管道防腐的做法:
金属焊接钢管除锈后刷底漆两遍,防腐漆两道,埋地管刷底漆两道,沥青漆两道,中水金属管均作环氧沥青漆防腐层。
3.4公用工程
3.4.1给水系统
消防用水由业主负责从城市供水管网接入,预处理系统构筑物附近冲洗水池等设置水龙头,用于现场地面冲洗等。
3.4.2排水系统
污水处理站内产生的污水,采用自我消化为主的原则,汇总后排至调节池,一并处理。
3.4.3供电
污水处理站的电源要求设有市政供电,以确保污水处理系统的正常运行。
3.4.4防汛和消防
污水处理站的防汛与周边的规划标准相同。
站内根据消防要求,设通畅的消防通道,并设置必要的室内、室外消火栓。
3.4.5劳动安全
各处理构筑物走道设置防护栏杆等安全措施,所有电气设备的安装、防护以及操作条件按电气有关安全规定进行设计。
3.4.6通风设计说明
在设备间内设置机械通风装置。
3.4.7绿化
本处理站空余地段充分绿化,可种植草皮、树木等人造景观,充分起到美化环境,净化空气,降噪隔臭的作用。
第四章建筑、结构设计
4.1结构形式
本设计在建筑空间、交通组织等方面进行了仔细推敲,从丰富人的空间体验与感知的角度入手,力求做到美观大方,使整个污水厂与周围环境协调,与社区构、建筑物格调一致。
本着安全、经济和结构合理的原则,考虑池壁厚度,确定抗渗要求。
地下结构抗浮安全系数取1.05。
4.2设计依据
(1)各工艺专业提供的相关设计资料
(2)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
(3)《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
4.3建筑材料选用
<1>钢筋混凝土结构采用C25,抗渗标号为S6。
一般构筑物采用C25,垫层采用C15;
<2>钢筋:
D≤10,采用Ⅰ级钢;D≥12,采用Ⅱ级钢,预埋件采用A3钢;
<3>水泥:
采用≥R32.5号普通硅酸盐水泥;
<4>钢材:
采用Q235;
<5>砖砌体:
一般为MU10机制粘土砖,室内地坪以下部分采用M5.0水泥砂浆砌筑;室内地坪以上部分采用M5.0水泥混合砂浆砌筑。
4.4结构设计依据
国家颁布的现行结构设计规范,包括:
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)
《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)
《给水排水工程钢筋砼水池结构设计规程》(CECS138:
2002)
《给水排水工程砼构筑物变形缝设计规程》(CECS117:
2000)
《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ119)
《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-90)
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》(GB50032-2003)
《砌体结构设计规范》(GB50003-2001)
4.5本工程各构筑物的结构形式
本设计中,各构筑物除设备间采用地上式外,其它均采用地埋式。
4.6不同材质的一体化设备对比表
一体化装置不同材质相比较
项目
钢板
玻璃钢
钢砼结构
投资
较低
高
中
施工难易程度
容易
较容易
较难
强度
较强
较强
强
导热性能
良好
良好
较差
可设计性
强
强
差
抗压性
好,不易断裂
一般
好,不易断裂
第五章电气设计
5.1电气设计原则
根据污水处理工艺要求,对工艺运行进行及时显示、控制。
本设计原则以自动控制为主,人工控制为辅,以国产设备为主,适当选用进口控制仪表。
5.2电气设计依据
(1)《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)
(2)《供配电系统设计规范》(GB50052-95)
(3)《低压配电设计规范》(GB50054-95)
(4)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93)
(5)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-94)
(6)《建筑物防雷设计规范》(2000年版)(GB50057-94)
(7)《3-110kV高压配电装置设计规范》(GB50060-92)
(8)工艺提交的设备表工艺流程及平面布置图
(9)与本工程设计相关的其它设计规范和设计标准
5.3供电电源
5.3.1供电电源
本工程电源采用照明、动力分别进线方式,动力电源为380V专用线,照明电源为220V专用线,由配电室引入,电源线均为电缆直进线。
5.3.2污水站供电
污水处理站设计市电供电,其功率补偿由业主一并考虑,配电和自动控制系统有防潮、防漏电和可靠接地措施,各类电气设备均设电路短路和过载保护装置,以确保用电设备安全运行。
5.3.3供电保护措施
电气系统采用接零保护,电气设备、不带电的金属外壳等均应可靠接地,接地电阻不大于10欧姆;对于有关电气设备连接、安装,按国有关规范进行安装施工和测试。
5.4控制系统设计
为了提高污水处理站管理水平并安全可靠的运行,降低工作人员的劳动强度,对污水处理设备进行电控系统设计,通过电控系统对设备的运行情况进行监控。
控制系统的功能包括污水处理生产控制功能,系统监测报警功能。
污水处理操作方式分为集中控制和就地控制两种方式。
1、自动控制方案
根据工艺提出的自动控制的要求,本方案采用电控柜集中控制的方式,通过计时和液位来控制水泵、污泥泵及风机的启动和停止。
2、主要控制内容
调节池提升泵控制:
提升泵根据液位控制仪的检测信号自动控制运行。
在设计最低水位时提升泵停止运行;设计最高水位时投入运行。
风机控制:
根据现场条件和要求采用计时控制,可根据实际需要调节风机的工作时间。
第六章公用工程设计
6.1给水排水及消防
站区给水系统由甲方现有系统引出。
站区排水采用分流制排水,站区的生产废水与生活污水由专用管道系统统一收集后回流至调节池,雨水系统的设计标准与现有系统相一致,站区雨水由专用管道收集后就近排入厂区现有雨水管道。
站区消防不考虑室内消防给水,室外消防标准按工厂现有标准考虑,但设施的布置除考虑消防本身外尚应结合水池清洗的需要统筹安排。
6.2空调及通风
生产建筑物均考虑机械通风措施。
6.3照明
在满足现有规范的前提下,室外照明应将池顶与室外场地道路协同考虑,并尽量同工厂现有做法相一致,室内照明在使用要求的同时应着重体现简单、实用和节能。
第七章岗位设置及劳动定员
(1)组织机构
根据国内一些污水处理厂的管理情况,建议污水处理厂的管理机构如下:
1)建立完备的生产管理层次。
2)对生产操作工人,管理职工进行必要的资格审查,并组织进行上岗前的专业技术培训。
3)聘请有资质有经验的专业技术人员负责厂内技术管理工作。
4)制订健全的岗位责任制、安全操作规程等工厂管理规章制度。
5)招聘专业技术人员,并提前入岗,参与施工安装调试及验收等全过程。
(2)技术管理
为了使本工程运行管理达到所要求的处理效果、降低运行成本,除了按上述的组织机构进行行政管理外,还必须加强技术管理。
1)与市政环保部门一起监测污水系统水质、监督工厂企业工业废水排放水质。
工业废水排放水质必须达到《污水排入城市下水道质标准》(CJ18-86)的要求。
2)根据进厂水质、水量变化,调整运行条件。
做好日常水质化验、分析,保存记录完整的各项资料。
3)及时整理汇总,分析运行记录,建立运行技术档案。
4)建立处理构筑物和设备的维护保养工作和维护记录的存档工作。
5)建立信息系统,定期总结运行经验。
(3)人员编制
根据建设部2001年《城市污水处理工程项目建设标准》,考虑到污水处理技术的进步以及自动化水平的提高,参照国内同行业定员的情况,本工程人员编制适当减少了生产工人占全部职工定员的比例,增加了管理人员及工程技术人员的比例。
污水处理厂近期定员为1人。
第八章工程内容及工期
8.1工程内容
本污水处理站设计处理规模为100m3/d。
处理系统主要组成如下:
格栅井、调节池、一体化污水处理设备基础。
主要工程内容包括各构筑物的土建、设备的安装调试、工艺调试等。
8.2建设工期
针对本项目特点,结合项目实际情况,建设工期预计45天,试运行工期45天具体工期安排如下表:
表8-1建设工程进度表
阶段名称
时间(日历天)
施工现场勘查
3
土建
20
土建验收
2
设备采购与制作
20(土建时完成)
设备安装
10
设备调试
3
工程试运行
20
工程验收
3
第九章工程设备清单及运行成本分析
9.1土建部分
表9-1土建清单
序号
名称
规格
单位
数量
单价(元)
合计(万元)
1
格栅池
1m×0.6m×1.5m
m3
2
调节池
4m×4m×4m
m3
3
一体化设备基础
2.5m×8.5m
m2
4
巴歇尔槽
1.2m×0.5m×1.5m
m3
5
操作间
4m×3m
m2
6
道路
污水池周边连接控制室做道路硬化,宽度1.2米
10公分砂石垫层夯实
10公分混凝土
m
7
防护栏
污水池周边,高度1.1米
材质:
不锈钢
m
8
绿化
污水处理站内草皮覆盖
人工培植
m2
合计:
万元
9.2设备部分
表9-2一体化设备清单
序号
名称
规格
数量
价格
(万元)
1
导流器
Ф500,H=0.8m,A3
一套
2
格栅
FB600间隙3mm
一付
3
排泥器
UPVC-40
一套
4
液位控制装置
SUB-DL1-02工作温度-10~100℃PP材质
一套
5
调节池提升泵
WQ10-10-0.75
一台
6
生物膜系统设备
4m
14.44m²
7
高效复合生物填料
Ф125
28m³
8
钢支架制作、安装
A3
一套
9
污泥沉降装置
Ф500H=1.2m材质:
碳钢
一套
10
曝气装置
UPVC
一套
11
钢支架
类型:
沉淀设备支架,防腐要求:
按规范要求
一套
12
罗茨鼓风机
SWR-653KW
二台
13
管道.阀门
国标
配套
14
电器及自控系统
集成
一批
合计:
万元
9.3工程预算
1
土建部分
2
设备部分
3
安装、调试及菌种费
4
税金6%
合计:
万元
9.4运行成本分析
(1)人工费1800元/月。
1800÷30÷100=0.60元/吨水
(2)电费30.15×0.75÷100=0.23元/吨水
综上,吨水处理成本为:
0.60+0.23=0.83元/吨水
第十章安全生产、消防、节能和环境保护
10.1安全生产
在污水处理站运转之前,须对操作人员、管理人员进行安全教育,制定必要的安全操作规程和管理制度,除此之外,尚需考虑如下措施:
(1)各处理构筑物走道和临空天桥均设置保护栏杆,且采用不锈钢制作,其走道宽度、栏杆高度和强度均需符合国家劳动保护规定。
(2)对产生有害气体的场所,进行机械通风,并满足劳动保护的换气要求。
(3)管道、闸阀均考虑阀门井或采用操作杆接至地面,以便操作。
(4)易燃、易爆及有毒物品
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